李斯特菌对使用浓度消毒剂的耐受性与遗传位点关联性有限

《Applied and Environmental Microbiology》:Listeria sanitizer tolerance at use-level concentrations shows limited association with genetic loci

【字体: 时间:2026年01月21日 来源:Applied and Environmental Microbiology 3.7

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  本研究系统评估了501株农产品相关李斯特菌对三种常用消毒剂(苯扎氯铵BC、过氧乙酸PAA、次氯酸钠NaOCl)的耐受性,结合全基因组测序分析,发现已知耐药基因(如bcrABC、mdrL、sugE1/2)与使用浓度下的消毒剂敏感性无显著关联。研究首次通过全基因组关联分析(GWAS)揭示核心基因单核苷酸多态性(SNP)可能影响消毒剂耐受表型,为食品加工环境中李斯特菌控制策略提供了关键分子证据。

  
李斯特菌消毒剂耐受性研究背景
即食食品(如新鲜农产品)的李斯特菌污染控制是食品安全领域的重要课题。食品加工环境中李斯特菌的长期存留(数月甚至数年)可能增加产品污染风险。消毒是控制李斯特菌的关键措施,但实际应用中消毒剂浓度可能因有机残留或设备结构问题被稀释,导致菌群反复暴露于低浓度消毒剂环境,可能诱导耐药基因(如bcrABC、qacH)或突变积累。
消毒剂耐受性表型分析
研究对501株农产品来源李斯特菌(包括328株单核细胞增生李斯特菌LM和173株其他李斯特菌LS)进行表型测试,发现:
  • BC(300 ppm)处理30秒后,菌群对数减少值范围为2.76–5.73 log,变异度最低(方差0.51);
  • PAA(80 ppm)处理后的对数减少值范围最大(0.15–6.16 log),且LS对PAA的耐受性显著高于LM(P<0.001);
  • NaOCl(500 ppm)处理后对数减少值为1.34–7.02 log,变异度介于BC和PAA之间。
    聚类分析识别出5株LM对三种消毒剂均表现低敏感性,且分属不同谱系(I、II、III),表明耐受性为非克隆扩散。
耐药基因分布与功能关联
全基因组分析显示:
  • BC耐药基因bcrABC在LM中携带率(18.3%)显著高于LS(5.8%),且更常见于采后环境分离株;
  • mdrL和sugE1/2广泛存在于LM和部分LS中,但与BC耐受性无显著关联;
  • 氧化应激相关基因岛SSI-2在L. innocua中携带率高达96.6%,但其存在与PAA/NaOCl耐受性无统计学关联。
    质粒分析表明,采后环境分离株的质粒携带率显著高于采前株(P<0.01),提示环境压力可能促进可移动遗传元件传播。
全基因组关联分析揭示SNP作用
GWAS在核心基因中发现多个SNP与消毒剂耐受性相关:
  • BC耐受性与yedJ等10个基因的22个SNP相关;
  • PAA耐受性关联SNP分布于mngB等61个基因,其中mngB在多亚群中重复出现;
  • NaOCl耐受性关联SNP集中于cycA、ptsI等21个基因。
    这些SNP所在基因多参与膜转运或应激响应,提示耐受性可能由多基因微效作用叠加导致。
研究结论与应用价值
本研究证实李斯特菌对使用浓度消毒剂的耐受性:
  1. 1.
    主要受多基因协同调控,而非单一已知耐药基因主导;
  2. 2.
    PAA处理后的高变异度提示需关注其诱导菌群进入可培养但非可活状态(VBNC)的风险;
  3. 3.
    GWAS筛选的SNP为开发耐受性预测标记提供新方向。
    成果强调在消毒剂效能评估中,除平均对数减少值外需重点考虑变异度,并为食品加工环境中的李斯特菌防控策略提供理论依据。
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